🔥 ¿Cómo afecta la luz al calor?
Relación entre la luz, el calor y la humedad, medida con el P-Bit y sus tres sensores sobre superficies de distintos colores y materiales.
13 saberes del currículo oficial LOMLOE, citados literalmente · 8-16 años
3.º-4.º Primaria · 5.º-6.º Primaria · 1.º ESO · 2.º ESO · 3.º ESO · 4.º ESO
Medición de temperatura, luz y humedad en diferentes superficies.
Análisis de datos y comparación de superficies con distintos colores y texturas.
De qué trata
La luz solar no solo ilumina: también transfiere calor a los objetos. Algunos materiales absorben más calor que otros, según su color, textura y composición.
Este fenómeno es clave en la eficiencia energética y en el diseño de edificios sostenibles.
En este experimento, el alumnado usará el P-Bit con tres sensores distintos para medir la temperatura del aire y de las superficies, así como la luz reflejada en distintos materiales.
Objetivos de la situación
- Explorar cómo la luz solar afecta la temperatura de diferentes materiales según su color y textura.
- Medir la temperatura, la humedad del aire y la luz reflejada con los tres sensores del P-Bit (DS18B20, DHT11 y LDR).
- Relacionar estos principios con la eficiencia energética en la vida cotidiana.
Por qué esta situación importa
Objetivos de Desarrollo Sostenible que esta situación trabaja de forma directa: no los menciona, los mide.
-
Entender cómo distintas superficies absorben calor es la base para explicar islas de calor urbanas.
UNESCO · Greening Curriculum Guidance
Weather, climate and climate change
El tema es la experiencia diaria de la temperatura atmosférica, medida en vez de solo descrita.
Texto original (en inglés)
‘Weather’ describes our daily experience of precipitation, wind, atmospheric temperature, etc. while ‘climate’ describes patterns over longer periods of time, such as average seasonal profiles and exceptional events. Average temperatures of the lower atmosphere are rising, and this phenomenon is called global warming or global heating. Future temperatures can be predicted using complex models that integrate natural and manmade climate factors and potential feedback effects. International agreements and institutional arrangements enable governments to consult on targets for climate change mitigation, e.g. the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), the Paris Agreement, the work of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and the annual Conference of the Parties (COP) to the UNFCCC.
GreenComp · Marco europeo de competencias verdes
Pensamiento sistémico
Luz, temperatura y humedad no actúan por separado, y el alumnado lo ve al comparar superficies.
Texto oficial del marco
Abordar un problema de sostenibilidad desde todas las vertientes; considerar el tiempo, el espacio y el contexto para comprender cómo interactúan los elementos dentro de los sistemas y entre ellos.
Qué necesitas
Cómo usar el P-Bit en esta situación
Vas a usar los tres sensores del P-Bit a la vez: Uno se conecta, dos ya vienen integrados. Sigue el orden.
-
Con el P-Bit apagado, conecta la sonda DS18B20 al puerto negro
IO33.- Color del puerto: Negro. No lo confundas con el rojo, que es para el sensor de suelo y aquí no lo usas.
- ¿Qué mide? La temperatura de la superficie donde apoyes la punta, de −55 °C a 125 °C.
- Esta misma sonda también se puede meter directamente en tierra o en líquidos. Aquí solo la apoyas encima de la superficie, que es lo que vas a medir.
- El conector solo entra en una posición. Si notas resistencia al conectarlo, no lo fuerces. Dale la vuelta.
-
Enciende el equipo. No hay que conectar nada más.
- DHT11 (integrado): Un sensor pequeño dentro de la carcasa que mide temperatura y humedad del aire a la vez, de 0 a 50 °C y de 0 a 100%. En esta situación usarás los dos datos.
- LDR (integrado): Una resistencia sensible a la luz, el punto pequeño y brillante en la parte de arriba del P-Bit. Cuanta más luz le llega, más cambia su lectura.
- Espera 1 a 2 minutos antes de la primera lectura. El DHT11 tarda ese tiempo en estabilizarse. Si mides antes, el dato del aire puede salir desviado.
-
Apoya la punta de la sonda sobre el material que vas a medir (la superficie negra, blanca, el metal) y ve a la pantalla Termo Lab (4ª del carrusel).
- ¿Qué verás? Tres números a la vez: Temperatura del aire (DHT11), temperatura de la superficie (sonda) y la diferencia entre ambas, ya calculada por el propio P-Bit.
- ¿Qué dato usar? El tercero, la diferencia. Es cuánto calienta esa superficie por encima del aire.
- Espera unos segundos antes de anotar. La cápsula metálica de la sonda tarda un poco en absorber la temperatura del material, no cambia de golpe: Si mides enseguida, el número aún no refleja la superficie real.
- Si en vez de un número ves
Sin sensoroRevisa IO33, la sonda no está bien conectada.
-
Para la luz reflejada, gira el encoder hasta la pantalla Luz (aparte de Termo Lab).
- ¿Qué verás? Un número, por defecto en
Lux(0 a ~8000, deOscuroa plenoSol). - ¿Cómo medir? Orienta la parte de arriba del P-Bit, donde está el LDR, hacia la superficie, siempre a la misma distancia.
- ¿Cómo interpretar? Cuanta más luz refleje, más clara o pulida es esa superficie.
- El LED del P-Bit se apaga solo al entrar en esta pantalla, para no interferir con la lectura del LDR. Es normal, no un fallo.
- ¿Qué verás? Un número, por defecto en
Cómo se hace
Mediremos cómo la luz solar calienta distintos materiales y colores, comparando temperatura, luz reflejada y humedad tras un tiempo de exposición, usando el P-Bit con sus tres sensores.
1. Planteamiento de la pregunta de investigación
- ¿Cómo influye el color en la absorción de calor?
- ¿Qué materiales se calientan más rápido bajo la luz solar?
- ¿Cómo se relaciona la luz reflejada con la temperatura de cada superficie?
- ¿Afecta la temperatura al nivel de humedad del aire?
2. Formulación de hipótesis
Algunos ejemplos que puede plantear el alumnado:
«El metal se calentará más rápido que la madera o el plástico bajo el sol.»
«Las superficies claras reflejarán más luz y tendrán una temperatura más baja.»
«Si la temperatura aumenta, la humedad del aire disminuirá.»
3. Preparación del experimento
- Preparar el P-Bit: el DHT11 (temperatura y humedad del aire) y el LDR (luz reflejada) ya están integrados, solo hay que encender el equipo. El DS18B20 (temperatura de las superficies) es externo: conéctalo al puerto negro
IO33con el P-Bit apagado. - Colocar los materiales: disponer los diferentes materiales en un área expuesta a la luz solar.
- Medición inicial: registrar la temperatura inicial del aire y las superficies, la humedad del aire y la intensidad de luz reflejada con el P-Bit.
- Exposición: dejar los materiales expuestos 15-20 minutos.
- Medición final: volver a medir la temperatura, la humedad del aire y la luz reflejada en cada superficie.
4. Toma de datos
Mediciones a registrar con el P-Bit
- Temperatura del aire inicial y final (sensor DHT11).
- Humedad relativa del aire inicial y final (sensor DHT11).
- Temperatura de cada superficie (sensor DS18B20).
- Cantidad de luz reflejada en cada material (sensor LDR).
Ejemplo de tabla de datos
| Material / Color | Temp. inicial | Temp. final | Luz reflejada | Humedad inicial | Humedad final |
|---|---|---|---|---|---|
| Cartulina blanca | 22 °C | 28 °C | Alta | 55 % | 53 % |
| Cartulina negra | 22 °C | 38 °C | Baja | 55 % | 50 % |
| Metal | 22 °C | 40 °C | Media | 55 % | 48 % |
| Madera | 22 °C | 30 °C | Media | 55 % | 52 % |
5. Análisis de datos
Preguntas para analizar los resultados
- ¿Qué materiales se calentaron más rápido?
- ¿Cómo influye la cantidad de luz reflejada en la temperatura de cada material?
- ¿Aumentó o disminuyó la humedad del aire con el incremento de temperatura?
- ¿Cómo podríamos usar este conocimiento para mejorar el ahorro energético?
Representación de datos
- Calcula el aumento de cada material (temperatura final menos inicial) y grafícalo en barras junto a su luz reflejada: los materiales con menos luz reflejada deberían tener las barras de aumento más altas.
- Calcula el cambio de humedad (humedad final menos inicial) para ver si el aumento de temperatura del aire se relaciona con una bajada de humedad relativa.
6. Reflexión y conclusiones
Preguntas para el debate
- ¿Se confirmaron nuestras hipótesis?
- ¿Cómo podemos aplicar estos principios en la vida cotidiana?
- ¿Por qué algunos edificios tienen techos blancos en climas cálidos?
- ¿Cómo afecta la temperatura a la humedad del aire, y por qué es importante en el clima?
7. Soluciones y alternativas sostenibles
- Uso de colores y materiales adecuados en edificios para reducir el uso de aire acondicionado.
- Diseño de ciudades con pavimentos reflectantes para evitar el sobrecalentamiento.
- Optimización de ropa y tejidos para climas cálidos y fríos.
- Sensores de temperatura y humedad para monitorear el confort térmico en interiores.
Qué currículo trabaja
Con ese curso y esa materia no hay saberes. Prueba otra combinación.
3.º-4.º Primaria
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural3
-
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural · 3.º y 4.º
El clima y el paisaje. Los fenómenos atmosféricos. Toma y registro de datos meteorológicos y su representación gráfica y visual. Las Tecnologías de la Información Geográfica (TIG). Relación entre las zonas climáticas y la diversidad de paisajes.
Por qué encaja
Toma y registro de datos meteorológicos y su representación, con temperatura, luz y humedad como las variables medidas.
Código de referencia:
PRI-CMNSC.c2.C.3· Real Decreto 217/2022 y 157/2022 -
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural · 3.º y 4.º
El calor. Cambios de estado, materiales conductores y aislantes, instrumentos de medición y aplicaciones en la vida cotidiana.
Por qué encaja
El calor y sus aplicaciones: por qué distintos materiales y superficies se calientan de forma distinta.
Código de referencia:
PRI-CMNSC.c2.A.15· Real Decreto 217/2022 y 157/2022 -
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural · 3.º y 4.º
Instrumentos y dispositivos apropiados para realizar observaciones y mediciones precisas de acuerdo con las necesidades de la investigación.
Por qué encaja
El P-Bit y sus tres sensores son los instrumentos que hacen precisa la comparación entre superficies.
Código de referencia:
PRI-CMNSC.c2.A.2· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Matemáticas2
-
Matemáticas · 3.º y 4.º
Gráficos estadísticos sencillos (diagrama de barras y pictogramas) para representar datos, seleccionando el más conveniente, mediante recursos tradicionales y aplicaciones informáticas sencillas.
Por qué encaja
Un gráfico por superficie y por variable es el gráfico estadístico sencillo del saber.
Código de referencia:
PRI-MAT.c2.E.3· Real Decreto 217/2022 y 157/2022 -
Matemáticas · 3.º y 4.º
Comparación gráfica de dos conjuntos de datos para establecer relaciones y extraer conclusiones.
Por qué encaja
Superficie clara frente a superficie oscura son dos conjuntos de datos comparados gráficamente.
Código de referencia:
PRI-MAT.c2.E.5· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
5.º-6.º Primaria
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural2
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Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural · 5.º y 6.º
El clima y el planeta. Introducción a la dinámica atmosférica y a las grandes áreas climáticas del mundo. Los principales ecosistemas y sus paisajes.
Por qué encaja
En 3.er ciclo el resultado se conecta con la dinámica atmosférica a mayor escala.
Código de referencia:
PRI-CMNSC.c3.C.2· Real Decreto 217/2022 y 157/2022 -
Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural · 5.º y 6.º
Fases de la investigación científica (observación, formulación de preguntas y predicciones, planificación y realización de experimentos, recogida y análisis de información y datos, comunicación de resultados...).
Por qué encaja
La comparación se sostiene como investigación completa: hipótesis, medida y conclusión.
Código de referencia:
PRI-CMNSC.c3.A.1· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Matemáticas1
-
Matemáticas · 5.º y 6.º
Relación y comparación de dos conjuntos de datos a partir de su representación gráfica: formulación de conjeturas, análisis de la dispersión y obtención de conclusiones.
Por qué encaja
Comparar varias superficies por su gráfica y analizar la dispersión de sus lecturas.
Código de referencia:
PRI-MAT.c3.E.7· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
1.º ESO
Geografía e Historia1
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Geografía e Historia · 1.º y 2.º
Emergencia climática: elementos y factores que condicionan el clima y el impacto de las actividades humanas. Métodos de recogida de datos meteorológicos e interpretación de gráficos. Riesgos y catástrofes climáticas en el presente, en el pasado y en el futuro. Vulnerabilidad, prevención y resiliencia de la población ante las catástrofes naturales y los efectos del cambio climático.
Por qué encaja
Métodos de recogida de datos meteorológicos e interpretación de gráficos, con las actividades humanas como factor añadido.
Código de referencia:
ESO-GH.1-2.A.2· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Física y Química1
-
Física y Química · 1.º a 3.º
Efectos del calor sobre la materia: análisis de los efectos y aplicación en situaciones cotidianas.
Por qué encaja
Efectos del calor sobre distintos materiales, aplicado a las superficies comparadas.
Código de referencia:
ESO-FQ.1-3.C.4· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Biología y Geología1
-
Biología y Geología · 1.º a 3.º
Métodos de observación y de toma de datos de fenómenos naturales.
Por qué encaja
Métodos de observación y toma de datos de un fenómeno natural, con tres sensores a la vez.
Código de referencia:
ESO-BG.1-3.A.6· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Matemáticas1
-
Matemáticas · 1.º a 3.º
Análisis e interpretación de tablas y gráficos estadísticos de variables cualitativas, cuantitativas discretas y cuantitativas continuas en contextos reales.
Por qué encaja
Temperatura, luz y humedad son variables continuas: interpretar su gráfica es distinto de leer un recuento.
Código de referencia:
ESO-MAT.1-3.E.2· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
2.º ESO
Geografía e Historia1
-
Geografía e Historia · 1.º y 2.º
Emergencia climática: elementos y factores que condicionan el clima y el impacto de las actividades humanas. Métodos de recogida de datos meteorológicos e interpretación de gráficos. Riesgos y catástrofes climáticas en el presente, en el pasado y en el futuro. Vulnerabilidad, prevención y resiliencia de la población ante las catástrofes naturales y los efectos del cambio climático.
Por qué encaja
Métodos de recogida de datos meteorológicos e interpretación de gráficos, con las actividades humanas como factor añadido.
Código de referencia:
ESO-GH.1-2.A.2· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Física y Química1
-
Física y Química · 1.º a 3.º
Efectos del calor sobre la materia: análisis de los efectos y aplicación en situaciones cotidianas.
Por qué encaja
Efectos del calor sobre distintos materiales, aplicado a las superficies comparadas.
Código de referencia:
ESO-FQ.1-3.C.4· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Biología y Geología1
-
Biología y Geología · 1.º a 3.º
Métodos de observación y de toma de datos de fenómenos naturales.
Por qué encaja
Métodos de observación y toma de datos de un fenómeno natural, con tres sensores a la vez.
Código de referencia:
ESO-BG.1-3.A.6· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Matemáticas1
-
Matemáticas · 1.º a 3.º
Análisis e interpretación de tablas y gráficos estadísticos de variables cualitativas, cuantitativas discretas y cuantitativas continuas en contextos reales.
Por qué encaja
Temperatura, luz y humedad son variables continuas: interpretar su gráfica es distinto de leer un recuento.
Código de referencia:
ESO-MAT.1-3.E.2· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
3.º ESO
Física y Química1
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Física y Química · 1.º a 3.º
Efectos del calor sobre la materia: análisis de los efectos y aplicación en situaciones cotidianas.
Por qué encaja
Efectos del calor sobre distintos materiales, aplicado a las superficies comparadas.
Código de referencia:
ESO-FQ.1-3.C.4· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Biología y Geología1
-
Biología y Geología · 1.º a 3.º
Métodos de observación y de toma de datos de fenómenos naturales.
Por qué encaja
Métodos de observación y toma de datos de un fenómeno natural, con tres sensores a la vez.
Código de referencia:
ESO-BG.1-3.A.6· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Matemáticas1
-
Matemáticas · 1.º a 3.º
Análisis e interpretación de tablas y gráficos estadísticos de variables cualitativas, cuantitativas discretas y cuantitativas continuas en contextos reales.
Por qué encaja
Temperatura, luz y humedad son variables continuas: interpretar su gráfica es distinto de leer un recuento.
Código de referencia:
ESO-MAT.1-3.E.2· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
4.º ESO
Física y Química1
-
Física y Química · 4.º
Transferencias de energía: el trabajo y el calor como formas de transferencia de energía entre sistemas relacionados con las fuerzas o la diferencia de temperatura. La luz y el sonido como ondas que transfieren energía.
Por qué encaja
En 4.º sube de nivel: la luz como onda que transfiere energía y el calor por diferencia de temperatura explican juntos el resultado.
Código de referencia:
ESO-FQ.4.C.2· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Y si tienes una sesión más
Añade: Enfrentar dos variables directamente: intensidad de luz recibida frente a temperatura alcanzada, en un solo gráfico.
Y sumas este saber de Matemáticas:
-
Matemáticas · 4.º (Matemáticas A)
Interpretación de la relación entre dos variables, valorando gráficamente con herramientas tecnológicas la pertinencia de realizar una regresión lineal. Ajuste lineal con herramientas tecnológicas.
Por qué encaja
En 4.º de Matemáticas A, valorar gráficamente si existe relación entre dos variables con apoyo tecnológico.
Código de referencia:
ESO-MAT.4a.E.5· Real Decreto 217/2022 y 157/2022
Otras áreas que puedes trabajar
Áreas hacia las que se puede extender. A diferencia de lo de arriba, esto es criterio pedagógico nuestro y no una cita del currículo: por eso no lleva código.
- Educación Artística / Plástica. Pintar muestras del mismo material con distintos colores y comprobar si la hipótesis sobre el color se cumple con datos.
- Geografía e Historia. Relacionar el resultado con por qué las ciudades son más calurosas que el campo (isla de calor urbana).
Para ir más lejos
Cinco actividades para ampliar la situación, más otras ideas y las áreas con las que se conecta.
1. Mini casa energéticamente eficiente 🏠☀️
Objetivo: analizar cómo los colores y materiales influyen en la temperatura interior de una estructura.
Descripción: construir modelos de casas con diferentes colores y materiales, medir su temperatura interna con el sensor DS18B20 y comparar los resultados.
Técnica: diseño experimental y comparación térmica.
2. Techos reflectantes 🌇⚡
Objetivo: explorar cómo los techos de colores claros ayudan a reducir la temperatura en las ciudades.
Descripción: medir la temperatura de superficies blancas y oscuras con el sensor DS18B20 y analizar su impacto en la absorción de calor.
Técnica: medición comparativa y análisis térmico.
3. Calentamiento de superficies urbanas 🌡️🏙️
Objetivo: medir la temperatura de distintos tipos de suelo (asfalto, césped, cemento) y comparar los resultados.
Descripción: tomar mediciones con el sensor DS18B20 en diferentes superficies de la escuela o el barrio y analizar cuál se calienta más.
Técnica: observación y medición comparativa.
4. Simulación del efecto isla de calor urbana 🌆🔥
Objetivo: entender por qué las ciudades pueden ser más calurosas que las áreas rurales.
Descripción: medir temperatura y humedad con el DHT11 en una zona urbana y en una zona con vegetación, comparando las diferencias.
Técnica: recolección de datos y análisis climático.
5. El color de la ropa 👕🌞
Objetivo: analizar cómo los colores de la ropa afectan la sensación térmica bajo el sol.
Descripción: exponer camisetas de colores oscuros y claros al sol, medir su temperatura con el sensor DS18B20 y comparar los resultados.
Técnica: experimento comparativo.